CN106677139B - 一种弧形升降生态闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧形升降生态闸门，坝体上设置有一门槽，门槽中设置有圆弧形状的门叶，门槽的背水面开有两个支臂槽，支臂槽与门槽贯通，支臂槽中安装有支臂，支臂与圆弧形状的门叶固定连接成一体，每个支臂槽中固定设置有支墩，支墩通过液压油缸与支臂活动连接，支墩的上部固定安装有门叶支座，门叶支座通过门叶转动轴与支臂活动连接，圆弧形状门叶的圆弧中心与门叶转动轴的中心位置相一致。本发明完全去除了坝体外表面上的突出支墩，从而解决了闸门在完全打开状态下门叶和支墩的阻水及阻挡垃圾问题，大大提高了过流能力，实现了河道自然生态环境要求。

Description

一种弧形升降生态闸门

技术领域

本发明涉及闸门技术领域，尤其涉及一种弧形升降生态闸门。

背景技术

已知闸门是用于关闭和开启水通道的控制设施，属于水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截、控制水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等。

现有闸门的闸门型式有如：钢坝闸、液压翻板闸门、液压升降坝和气动盾形闸门，使用较多的是钢坝闸、液压翻板闸门和液压升降坝。

钢坝闸—钢坝闸为国内近年来新型的一种可调控溢流闸门，适合大跨度、低水头条件。钢坝闸又称为底轴驱动式翻板闸门，闸门由门叶、固定底轴、铰座、柺臂、穿墙装置、锁定装置、启闭设备等组成。钢坝闸的不足存在如下：第一，钢坝闸受力状态较差，承受的水压力由门叶传递到底轴，通过底轴传递到铰座及柺臂，受力集中，故要求底轴具有较高的强度及刚度；第二，由于钢坝闸跨度大，且要求整体旋转，对底轴的同轴度要求较高，不允许基础存在较大的不均匀沉降，造成钢坝闸的制造及安装精度要求高，一次性投资较大；第三，钢坝闸门顶过水对结构不利，补气不足时易引起结构振动；第四，由于钢坝闸跨度大时，难以布置检修设备，检修条件较差，日常维护及保养较为困难，同时液压启闭机容量大，液压系统同步性要求很高，也造成启闭设备造价高；

液压翻板闸门—翻板闸门原指国内常用的混凝土结构水力自控翻板闸门，由多块门叶组成大跨度拦河闸门，门体为混凝土结构，通过滚轮、连杆与支墩连接，混凝土门体可以绕滚轮转动，利用重力及水压力作用，来控制混凝土门体的运行。通过增加液压系统，改变了水力自控翻板闸门的被动启闭方式，可以实行人工控制闸门的开启和关闭。但是液压翻板闸门仍然存在支墩和门叶的挡水问题，一方面闸门在完全打开下会减少过流量，不利于水量的下泄，在讯水期由于不能快速排出，有可能造成水淹的危害，另一方面也会存在阻拦漂浮物，造成荷载增加，从而会侵蚀支墩，大大缩短了其设备的使用寿命，增加了维护成本，严重的可能需要重新建造；

液压升降坝—液压升降坝由门叶、转动装置、止水装置组成。闸门运行是围绕底部铰座旋转，全开时可以平卧在闸底板上，一般卧倒门采用液压启闭机或卷扬式启闭机操作运行，难以达到大跨度挡水要求，液压升降坝门体结构单薄，门体运转件及止水的检修维护条件差，且液压油缸处于长期工作中，同时液压启闭机容量大，液压系统同步性要求很高，否则会严重损坏闸门。

综上所述本发明提供一种不同于现有方式的闸门结构，可以避免在堰坝上部设置支墩，增大了水流的通过能力，也有利于减少建造和维护成本，同时也避免阻挡漂浮垃圾，方便人们随时随地的进行任意调节闸门的升降高度。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种弧形升降生态闸门，其可以避免在堰坝上部设置支墩，增大了水流的通过能力，也有利于减少建造和维护成本，同时也避免阻挡漂浮垃圾，避免由支墩产生的与周围环境不协调的现象，也更加方便人们随时随地的进行任意调节闸门的升降高度，从而对水量的控制与调节，实现了河道自然生态环境要求。

一种弧形升降生态闸门，包括坝体和门叶，坝体上设置有一门槽，门槽中设置有门叶，所述的门叶为圆弧形状；门叶的背水面坝体上开有两个支臂槽，所述支臂槽与门槽相贯通，支臂槽中安装有支臂，每个支臂槽中固定设置有支墩，支墩的下部安装有固定油缸座和固定油缸轴，固定油缸座和固定油缸轴与所述支臂通过液压油缸一端活动连接，支臂内部固定安装有支臂油缸座和支臂油缸轴，液压油缸另一端与支臂油缸座和支臂油缸轴活动连接；支墩的上部固定安装有门叶支座，门叶支座通过门叶转动轴与支臂一端活动连接，支臂另一端与圆弧形状的门叶固定连接成一体并可绕门叶转动轴转动，圆弧形状门叶的圆弧中心与门叶转动轴的中心位置相一致。

所述门槽的形状分为颈部和身部，颈部的宽度略大于门叶的厚度，身部可容纳整个门叶的空间尺寸，从而使得门叶能够在门槽内自由运转。

所述与门叶迎水面相接触的门槽颈部上端面设置有前止水橡胶，所述与门叶背水面相接触的门槽颈部上端面设置有后止水橡胶，所述支臂槽上端面的支臂两侧设置有支臂止水橡胶，在门叶升降过程中，前止水橡胶和后止水橡胶分别与门叶的迎水面侧和背水面侧紧密接触，支臂止水橡胶分别与支臂两侧紧密接触；所述门叶上顶面两侧均设置有顶止水橡胶，门叶两侧面均设置有侧止水橡胶，顶止水橡胶和侧止水橡胶与相邻门叶的顶止水橡胶和侧止水橡胶或者坝体侧向立面紧密接触，其形成一个完整的闸门止水系统。

所述的弧形升降生态闸门既可单独使用，也可多个并联使用，且多扇闸门并联使用时每个闸门可以通过液压系统进行独立控制，从而实现挡水建筑物大跨度连续布置。

本发明的有益效果：

第一，门槽中设置有门叶，所述的门叶为圆弧形状；门槽的背水面开有两个支臂槽，所述支臂槽与门槽相贯通，支臂槽中安装有支臂，支臂与圆弧形状的门叶固定连接成一体，每个支臂槽中固定设置有支墩，支墩与支臂通过液压油缸连接，由于支墩位于支臂槽中，从而改变了在坝体表面上安装支墩的传统设计，一方面增大了水流的通过能力，另一方面也有利于减少建造和维护成本，同时不会因为在河道中建造了挡水建筑物而影响生态环境，保护了河道自然生态环境的要求；

第二，支臂一端与圆弧形状的门叶固定连接成一体并可以绕门叶转动轴转动，圆弧形状门叶的圆弧中心与门叶转动轴的中心位置相一致，门叶支座通过门叶转动轴与支臂另一端活动连接，因此使闸门的受力状态更加合理，可以避免闸门的运行受水位波动的影响，通过液压系统的控制可以方便人们快速准确地对每个闸门高度进行独立控制，任意调整闸门的升降高度，从而自由实现对水量和水位的控制与调节。

附图说明

图1为本发明的门槽与支臂槽的开槽示意图；

图2为本发明的弧形升降生态闸门完全打开状态剖示图；

图3为本发明的弧形升降生态闸门完全关闭状态剖示图；

图4为本发明的弧形升降生态闸门俯视图(部分)。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，一种弧形升降生态闸门，包括坝体1和门叶2，坝体1上设置有一门槽11，门槽11中设置有门叶2，所述的门叶2为圆弧形状，所述门槽11的形状分为颈部111和身部112，颈部111的宽度略大于门叶2的厚度，从而使得门叶2能够在门槽11内自由运转；门槽11的背水面开有两个支臂槽3，所述支臂槽3与门槽11相贯通，支臂槽3中安装有支臂31，支臂31的一端与圆弧形状的门叶2固定连接成一体，每个支臂槽3中固定设置有支墩4，支墩4的下部安装有固定油缸座41和固定油缸轴45，固定油缸座41和固定油缸轴45与所述支臂31通过液压油缸42一端活动连接，支臂31内部固定安装有支臂油缸座43和支臂油缸轴44，液压油缸42另一端与支臂油缸座43和支臂油缸轴44活动连接；支墩4的上部固定安装有门叶支座46，门叶支座46通过门叶转动轴47与支臂31的另一端活动连接，所述圆弧形状门叶2的圆弧中心与门叶转动轴47的中心位置相一致，支臂31与圆弧形状的门叶2固定连接成一体并可以绕门叶转动轴47转动；所述与门叶2迎水面相接触的门槽颈部111上端面设置有前止水橡胶113，所述与门叶2背水面相接触的门槽颈部111上端面设置有后止水橡胶114，所述支臂槽3上端面的支臂31两侧设置有支臂止水橡胶32，在门叶2升降过程中，前止水橡胶113和后止水橡胶114分别与门叶2的迎水面侧和背水面侧紧密接触，支臂止水橡胶32分别与支臂31两侧紧密接触；所述门叶2上顶面两侧均设置有顶止水橡胶21，门叶2两侧面均设置有侧止水橡胶22，顶止水橡胶21和侧止水橡胶22与相邻门叶2的顶止水橡胶21和侧止水橡胶22或者坝体1侧向立面紧密接触，其形成一个完整的闸门止水系统。

所述的弧形升降生态闸门既可单独使用，也可多个并联使用，且多扇闸门并联使用时每个闸门可以通过液压系统进行独立控制，从而实现挡水建筑物大跨度连续布置。

下面是针对单扇闸门的进行具体说明。

本发明的使用方法包括：

关闭闸门进行蓄水时，与支臂31活动连接的液压油缸42处于伸出状态，由于所述的门叶2为圆弧形状，圆弧形状门叶2与支臂31固定连接在一起并可以绕门叶转动轴47转动，而且圆弧形状门叶2的圆弧中心与门叶转动轴47的中心一致，因此当液压油缸42伸长时会使门叶2和支臂31从坝体1表面升起，操作液压系统控制液压油缸42的伸出长度并锁定，闸门即可停止升高，并在当前位置进行蓄水，当液压油缸42伸长到极限值时，闸门即处于最高蓄水状态，由于所述与门叶2迎水面相接触的门槽颈部111上端面设置有前止水橡胶113，所述与门叶2背水面相接触的门槽颈部111上端面设置有后止水橡胶114，所述支臂槽3上端面的支臂31两侧设置有支臂止水橡胶32，所述前止水橡胶113和所述后止水橡胶114分别与门叶2的迎水面侧和背水面侧紧密接触，所述支臂槽3上端面设置有支臂止水橡胶32，支臂止水橡胶32分别与支臂31两侧紧密接触，所述门叶2上顶面两侧均设置有顶止水橡胶21，门叶2两侧面均设置有侧止水橡胶22，顶止水橡胶21和侧止水橡胶22与相邻门叶2的顶止水橡胶21和侧止水橡胶22或者坝体1侧向立面紧密接触，因此在闸门整个运动过程中始终形成了一个闸门上游与闸门下游、门叶2迎水面侧与门槽11、门叶2背水面侧与门槽11、支臂31与门槽11、相邻门叶2两侧、门叶2与坝体1侧向立面完整的止水系统，从而闸门可以进行正常的蓄水作业，并可防止杂物进入门槽11和支臂槽3内，确保闸门升降的正常进行。

打开闸门进行泄水时，液压油缸42会进行收缩，从而支臂31与圆弧形状门叶2一起绕门叶转动轴47向坝体1表面以下门槽11内转动，在打开闸门进行泄水状态下前止水橡胶113和后止水橡胶114分别与门叶2的迎水面侧和背水面侧紧密接触，支臂止水橡胶32分别与支臂31两侧紧密接触，顶止水橡胶21和侧止水橡胶22与相邻门叶2的顶止水橡胶21和侧止水橡胶22或者坝体1侧向立面紧密接触，其形成一个完整的密封系，操作液压系统将液压油缸42收缩到某一长度停止并锁定，门叶2即可在某一高度进行停止，从而控制泄水流量，方便人们调节水位高度。当液压油缸42收缩到极限值时，闸门即处于完全打开状态，实现最大的泄流状态，闸门在整个运动过程中闸门上游与闸门下游、门叶2迎水面侧与门槽11、门叶2背水面侧与门槽11、支臂31与门槽11、相邻门叶2两侧、门叶2与坝体1侧向立面始终保持完整的止水系统，从而闸门可以进行正常的泄水作业，并可防止杂物进入门槽11和支臂槽3内，确保闸门升降的正常进行。

在闸门从开启状态升起至关闭状态进行蓄水时，与支臂31活动连接的液压油缸42逐渐伸出会使门叶2和支臂31从坝体1表面升起，操作液压系统控制液压油缸42的伸出长度并锁定，闸门即可停止升高，并在当前位置进行蓄水，当液压油缸42伸长到极限值时，闸门即处于最高蓄水状态，由于所述前止水橡胶113和所述后止水橡胶114分别与门叶2的迎水面侧和背水面侧紧密接触，支臂止水橡胶32分别与支臂31两侧紧密接触，顶止水橡胶21和侧止水橡胶22与相邻门叶2的顶止水橡胶21和侧止水橡胶22或者坝体1侧向立面紧密接触，因此在闸门整个运动过程中始终形成了一个闸门上游与闸门下游、门叶2迎水面侧与门槽11、门叶2背水面侧与门槽11、支臂31与门槽11、相邻门叶2两侧、门叶2与坝体1侧向立面完整的止水系统，闸门可以进行正常的蓄水作业，并可防止杂物进入门槽11和支臂槽3内，确保闸门升降的正常进行。从而实现不同高度的蓄水，多余的水流从闸门顶溢出，方便人们调节泄水量。

本发明的有益效果：

第一，门槽中设置有门叶，所述的门叶为圆弧形状；门槽的背水面开有两个支臂槽，所述支臂槽与门槽相贯通，支臂槽中安装有支臂，支臂与圆弧形状的门叶固定连接成一体，每个支臂槽中固定设置有支墩，支墩与支臂通过液压油缸连接，由于支墩位于支臂槽中，从而改变了在坝体表面上安装支墩的传统设计，一方面增大了水流的通过能力，另一方面也有利于减少建造和维护成本，同时不会因为在河道中建造了挡水建筑物而影响生态环境，保护了河道自然生态环境的要求；

第二，支臂一端与圆弧形状的门叶固定连接成一体并可以绕门叶转动轴转动，圆弧形状门叶的圆弧中心与门叶转动轴的中心位置相一致，门叶支座通过门叶转动轴与支臂另一端活动连接，因此使闸门的受力状态更加合理，可以避免闸门的运行受水位波动的影响，通过液压系统的控制可以方便人们快速准确地对每个闸门高度进行独立控制，任意调整闸门的升降高度，从而自由实现对水量和水位的控制与调节。

Claims (2)

1.一种弧形升降生态闸门，包括坝体和门叶，其特征在于，坝体上设置有一门槽，门槽中设置有门叶，所述的门叶为圆弧形状；门叶的背水面坝体上开有两个支臂槽，所述支臂槽与门槽相贯通，支臂槽中安装有支臂，每个支臂槽中固定设置有支墩，支墩的下部安装有固定油缸座和固定油缸轴，固定油缸座和固定油缸轴与所述支臂通过液压油缸一端活动连接，支臂内部固定安装有支臂油缸座和支臂油缸轴，液压油缸另一端与支臂油缸座和支臂油缸轴活动连接；支墩的上部固定安装有门叶支座，门叶支座通过门叶转动轴与支臂一端活动连接，支臂另一端与圆弧形状的门叶固定连接成一体并可绕门叶转动轴转动，圆弧形状门叶的圆弧中心与门叶转动轴的中心位置相一致；

所述门槽的形状分为颈部和身部，颈部的宽度略大于门叶的厚度，身部可容纳整个门叶的空间尺寸；

与门叶迎水面相接触的门槽颈部上端面设置有前止水橡胶，与门叶背水面相接触的门槽颈部上端面设置有后止水橡胶，所述支臂槽上端面的支臂两侧设置有支臂止水橡胶，在门叶升降过程中，前止水橡胶和后止水橡胶分别与门叶的迎水面侧和背水面侧紧密接触，支臂止水橡胶分别与支臂两侧紧密接触；所述门叶上顶面两侧均设置有顶止水橡胶，门叶两侧面均设置有侧止水橡胶，顶止水橡胶和侧止水橡胶与相邻门叶的顶止水橡胶和侧止水橡胶或者坝体侧向立面紧密接触，其形成一个完整的闸门止水系统。

2.如权利要求1所述的一种弧形升降生态闸门，其特征在于，所述的弧形升降生态闸门既可单独使用，也可多个并联使用。

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